Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü, Medikal Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TUĞÇE GÜRDAL
Danışman: Haluk Yücel
Özet:
Tez kapsamında, yavaş
nötron dedeksiyonu için 6LiF+ZnS(Ag) temelli bir sistemin tasarımı
ve taşınabilir prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Sistemin tasarımında MCNP6
kodu kullanılarak dedektör sistemi modellenmiş, simülasyonlar sonucunda
kullanılacak malzemeler ve geometrik konfigürasyona karar verilmiştir. Nötral
parçacık olan nötronun direkt ölçümü mümkün olmadığından, bu tezde 6Li(n,α)
tepkimesinde açığa çıkan trityum(3H+) ve alfa(4He++)
ikincil iyonlaştırıcı parçacıkların ZnS(Ag) sintilatöründe ürettiği sintilasyon
ışığının uygun bir fotoçoğaltıcı tüp(PMT) ile elektrik sinyaline dönüştürülmesi
ve ölçülmesi prensibi uygulanmıştır. Bu amaçla, 241Am-Be izotopik
kaynaktan çıkan hızlı nötronlar, farklı kalınlıklardaki (3-20cm) polietilen(HDPE)
yardımıyla termalize edilerek(ortalama »0.025eV’den <0,50 eV’e
kadar termal üstü) yavaşlatılmıştır. Burada, 1mm Cd kalınlıkta, kadmiyum kesme
enerjisi ECd-cutoff=0,50-0,55eV’dir. Tezde, çevirici olarak EJ-420(50,8mm
çapx6,4mm kalınlık, 6Li+ZnS(Ag) sintilatör), kısa puls doğma zamanı olan
PMT (Hamamatsu H1949-51)’nin bir optik bantla ışık sızdırmazlığı ve contalı
Al-kılıfla hava geçirmezliği sağlanmış ve sintilatörle optik olarak
bağlanmıştır. Termal nötron soğurma tesir kesiti 941,2b olan 6Li
nötron soğurucu çevirici izotopun %95 zenginlikteki formunu içeren EJ-420
sintilatörü, gama ve nötron bulunan karışık radyasyon alanlarında, nötronun
dedeksiyonu lehine önemli avantaj sunduğu için tercih edilmiştir. EJ-420 bu
yönüyle örneğin BF3 gazlı nötron dedektör tasarımından daha etkin
nötron ölçümüne imkan vermektedir. Tezde nötron ve gama sinyallerinin ayırt
edilmesi için “puls şekli ayırma” yöntemi uygulanmıştır. Bu amaçla, hızlı
dijital osiloskop yardımıyla dedektör çıkışındaki pulslar eş zamanlı olarak
tetiklenerek, verilere dijital filtreleme teknikleri uygulanarak nötron-gama
kaynaklı pulslar ayırt edilerek, nicel sayım değerleri elde edilmiştir.
Prototipi üretilen 6Li çevirici+ZnS(Ag) inorganik sintilatör temelli
nötron dedeksiyon sistemi, 241Am-Be nötron kaynağında test edilerek
bulgular tartışılmıştır.
Tez, Ankara Üniversitesi BAP Koordinatörlüğü FDK-2023-2869 kodlu "ZnS(Ag) temelli nötron algılamanın incelenmesi, dedektör benzetimi, tasarımı ve aktif bir nötron dedektör sisteminin geliştirilmesi” doktora tez destek projesinden üretilmiş ve tam olarak desteklenmiştir